(57)【要約】【課題】ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する高さ測定器の校正のために、ステージ上に設けられる、上面に高さ測定器からの光線を反射する基準反射面を有する校正ブロックの製造方法であって、渦電流の発生を抑制できると共に基準反射面の高度の平滑性を確保できるようにしたものを提供する。【解決手段】校正ブロックのブロック本体１０２を非導電性材料で形成する。ブロック本体１０２の上面に、膜厚が１０〜１００μｍの金属製の被膜を積層する。そして、被膜１０３の表面を機械加工で基準反射面１０１に仕上げる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する高さ測定器の校正のために、ステージ上に設けられる、上面に高さ測定器からの光線を反射する基準反射面を有する校正ブロックの製造方法であって、
校正ブロックのブロック本体を非導電性材料で形成し、ブロック本体の上面に金属製の被膜を積層し、被膜の表面を機械加工で前記基準反射面に仕上げることを特徴とする校正ブロックの製造方法。
【請求項２】
前記被膜の機械加工前の膜厚は１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載の校正ブロックの製造方法。
【請求項３】
前記ブロック本体の下面に第２の被膜を積層し、前記被膜の機械加工後に、前記基準反射面の高さが所定高さになるように第２の被膜を機械加工することを特徴とする請求項１又は２記載の校正ブロックの製造方法。
【請求項４】
前記ブロック本体を形成する非導電性材料は、非磁性体又は磁化曲線がヒステリシスを持たない磁性体であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の校正ブロックの製造方法。
【請求項５】
試料を載置するステージと、ビーム照射手段とを備え、ステージ上に載置された試料にビーム照射手段により荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する光学式高さ測定器と、この高さ測定器の校正のために、ステージ上に設けた校正ブロックとを備えるものにおいて、
前記校正ブロックとして、請求項１〜４の何れか１項記載の製造方法で製造された校正ブロックを用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する高さ測定器の校正のためにステージ上に設けられる校正ブロックの製造方法及びこの製造方法で製造される校正ブロックを用いた荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置は、試料を載置するステージと、ビーム照射手段とを備え、ステージ上に載置された試料にビーム照射手段により荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画するように構成されている。ここで、試料の高さが変化すると、ビーム照射手段に設けられた偏向器により偏向される荷電粒子ビームの試料に対する照射位置が変化する。そのため、ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する高さ測定器を設け、高さ測定器による高さ測定値に応じて荷電粒子ビームの偏向角度を補正している。
【０００３】
また、従来、ステージ上に、高さ測定器の校正のための校正ブロックを設け、校正ブロックの上面の基準反射面に高さ測定器からの光線を入反射させて、高さ測定器による測定高さと基準反射面の高さとの関係に基づいて、高さ測定器の校正を行なうようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。この校正ブロックは金属製であり、その上面を表面粗さＲａが０．０１程度になるように機械加工して基準反射面としている。
【０００４】
ところで、描画中に、ビーム照射手段に設けた偏向器や対物レンズの磁場の一部がステージ上に漏れ、ステージの移動に伴い漏洩磁場中で校正ブロックが移動して、金属製の校正ブロックに渦電流が発生することがある。そして、渦電流による磁場の影響で荷電粒子ビームの照射位置に誤差を生じ、描画精度が低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来、校正ブロックのブロック本体を非導電性材料であるセラミックスで形成し、ブロック本体の上面を機械加工で平滑に仕上げた後、ブロック本体の上面に厚さ０．５μｍ程度の金メッキから成る薄膜を積層し、薄膜の表面を基準反射面とした校正ブロックも知られている。然し、セラミックス製のブロック本体の上面を平滑に機械加工しても、その表面粗さＲａは０．０５程度にしかならず、その上に積層した薄膜の表面粗さも同程度になってしまう。その結果、高さ測定器による測定高さにばらつきを生じ、高さ測定器の校正ミスを生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、渦電流の発生を抑制できると共に基準反射面の高度の平滑性を確保できるようにした校正ブロックの製造方法及びこの製造方法で製造される校正ブロックを用いた荷電粒子ビーム描画装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する高さ測定器の校正のために、ステージ上に設けられる、上面に高さ測定器からの光線を反射する基準反射面を有する校正ブロックの製造方法であって、校正ブロックのブロック本体を非導電性材料で形成し、ブロック本体の上面に金属製の被膜を積層し、被膜の表面を機械加工で前記基準反射面に仕上げることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様において、前記被膜の機械加工前の膜厚は１０〜１００μｍ程度であることが望ましい。
【００１０】
また、本発明の第１の態様においては、前記ブロック本体の下面に第２の被膜を積層し、前記被膜の機械加工後に、前記基準反射面の高さが所定高さになるように第２の被膜を機械加工することが望ましい。
【００１１】
更に、本発明の第１の態様において、前記ブロック本体を形成する非導電性材料は、非磁性体又は磁化曲線がヒステリシスを持たない磁性体であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の第２の態様は、試料を載置するステージと、ビーム照射手段とを備え、ステージ上に載置された試料にビーム照射手段により荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、ステージ上に載置された試料の表面に光線を入反射させて試料の高さを測定する光学式高さ測定器と、この高さ測定器の校正のために、ステージ上に固設した校正ブロックとを備えるものにおいて、前記校正ブロックとして、本発明の第１の態様の製造方法で製造された校正ブロックを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、漏洩磁場中で校正ブロックが移動しても、ブロック本体は非導電性材料で形成されるため、渦電流の発生が抑制され、描画精度を確保できる。また、金属製の被膜を機械加工することで、基準反射面の高度の平滑性を確保でき、高さ測定器による測定高さにばらつきを生じず、高さ測定器の校正ミスを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の描画装置である電子ビーム描画装置の構成を示す概念図。
【図２】本発明の実施形態の校正ブロックの製造方法を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施形態の校正ブロックの製造方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置を示している。電子ビーム描画装置は、描画室１と、描画室１の天井部に立設したビーム照射手段たる電子鏡筒２とを備えている。描画室１には、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在なステージ３が設けられており、ステージ３上に試料Ｗが載置される。試料Ｗは、例えば、ガラス基板上にクロム膜等の遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスクである。
【００１６】
電子鏡筒２は、電子銃２１、対物レンズ２２−１を含む各種レンズ２２、ブランキング用偏向器２３、ビーム成形用偏向器２４、ビーム走査用の副偏向器２５、ビーム走査用の主偏向器２６、ブランキング用アパーチャ２７及びビーム成形用アパーチャ２８を有する。ビーム成形用偏向器２４とビーム成形用アパーチャ２８は、ビーム形状を可変制御する役割を果たす。
【００１７】
電子鏡筒２は照射制御部４により制御され、ステージ３はステージ制御部５により制御される。そして、これら照射制御部４及びステージ制御部５は全体制御部６で統括制御される。全体制御部６には、第１メモリ７１と第２メモリ７２とが接続されている。第１メモリ７１にはパターンデータが記憶されている。全体制御部６は、パターンデータに基づいて描画すべき図形の形状、位置を規定する描画データを作成し、これを第２メモリ７２に記憶させる。
【００１８】
また、電子ビーム描画装置は、ステージ３のＸ方向及びＹ方向の位置を測定するステージ位置測定器８と、ステージ３に載置された試料Ｗの高さを測定する高さ測定器９とを備えている。ステージ位置測定器８は、ステージ３に固定したステージミラー３ａへのレーザー光の入反射でステージ３の位置を測定するレーザー測長計で構成されている。
【００１９】
高さ測定器９は、レーザー光を試料Ｗの表面に斜め上方から収束して照射する投光部９ａと、試料Ｗからの反射光を受光して反射光の位置を検出する受光部９ｂと、反射光の位置から試料Ｗの高さを算出する高さ算出部９ｃとで構成されている。高さ測定器９で測定された試料Ｗの高さデータは全体制御部６に入力される。そして、全体制御部６は、試料Ｗの高さの正規高さからのずれ量に応じて、描画精度を維持するのに必要な電子ビームの偏向角や焦点範囲を算出し、描画データを補正する。
【００２０】
試料Ｗへのパターンの描画に際しては、全体制御部６からステージ制御部５に動作指令が出され、ステージ３が移動される。また、照射制御部４では、全体制御部６から入力される描画データに基づき、ステージ位置測定器８で測定したステージ３の位置を確認しつつ、電子鏡筒２内の電子ビームの成形制御、偏向制御を行って、試料Ｗの所要の位置に電子ビームを照射する。
【００２１】
ここで、ステージ３上には、高さ測定器９の校正のための校正ブロック１０が設けられている。校正ブロック１０は、図２（ｂ）に示す如く、上面に高さ測定器９の投光部９ａからのレーザー光を反射する基準反射面１０１を有する。基準反射面１０１には、階段状に複数の段が付けられている。そして、ステージ３を移動調整して、基準反射面１０１の各段に高さ測定器９の投光部９ａからのレーザー光を入反射させ、受光部９ｂで検出される反射光の位置に基づいて高さ算出部９ｃにより算出される測定高さと基準反射面１０１の各段の高さとを比較して、測定高さの誤差が補正されるように高さ測定器９の校正を行う。
【００２２】
ところで、描画中に、電子鏡筒２の下部に設けた主偏向器２６や対物レンズ２２−１で発生する磁場の一部がステージ３上に漏れ、ステージ３の移動に伴い漏洩磁場中で校正ブロック１０が移動することがある。そして、校正ブロック１０が金属製であると、校正ブロック１０に渦電流が発生し、渦電流による磁場の影響で電子ビームの照射位置に誤差を生じ、描画精度が低下してしまう。
【００２３】
そこで、本実施形態では、校正ブロック１０を以下のように製造している。即ち、校正ブロック１０のブロック本体１０２を非導電性材料で形成し、ブロック本体１０２の上面に、図２（ａ）に示す如く、メッキやスプレー等で金属製の被膜１０３を積層する。その後、図２（ｂ）に示す如く、被膜１０３の表面を機械加工で基準反射面１０１に仕上げている。尚、ブロック本体１０２の下部にはフランジ部１０２ａが一体成形されており、フランジ部１０２ａに形成した取付孔１０２ｂにおいて校正ブロック１０をステージ３にボルト止めするようにしている。
【００２４】
ブロック本体１０２を形成する非導電性材料としては、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス、石英、ガラス、Ｓｉ等を挙げることができる。また、漏洩磁場中でブロック本体１０２が磁化されないよう、ブロック本体１０２の形成材料は非磁性体であることが望ましい。尚、セラミックスの多くは非磁性体とされているが、厳密には若干磁化する磁性体である。ここで、校正ブロック１０に及ぶ漏洩磁場の強さはステージ３の移動に伴い変化するが、この磁場の強さは予め調べることができる。そして、ブロック本体１０２の形成材料が磁性体であっても、磁化曲線がヒステリシスを持たない磁性体であれば、予め調べた磁場の強さに応じてブロック本体１０２の磁化の強さを一義的に求めることができ、ブロック本体１０２の磁化による描画精度への影響を補正できる。従って、ブロック本体１０２の形成材料は、磁化曲線がヒステリシスを持たない磁性体であってもよい。
【００２５】
被膜１０３の形成材料たる金属としては、ニッケル、チタン、金等を挙げることができるが、中でも固有抵抗が約６．９μΩ・ｃｍと比較的大きく、安価で機械加工しやすいニッケルが好ましい。また、被膜１０３の機械加工前の膜厚が１０μｍ未満であると、ピンホールが発生したり、ブロック本体１０２の表面粗さの影響が被膜１０３の表面に現れ、被膜１０３の表面を平滑に機械加工する途中でブロック本体１０２が露出してしまう可能性がある。従って、被膜１０３の機械加工前の膜厚は１０μｍ以上とすることが望ましい。また、膜厚が１００μｍ以下であれば、被膜１０３の電気抵抗値が高くなり、被膜１０３中の渦電流の発生を抑制できる。膜厚が１００μｍを超えると、膜厚を渦電流の発生が抑制される程度まで薄くするために、機械加工による削り代が無駄に増加してしまうから、被膜１０３の機械加工前の膜厚は１００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２６】
被膜１０３の表面、即ち、基準反射面１０１は、機械加工で表面粗さＲａが０．０１〜０．０３程度になるように仕上げられる。ここで、機械加工としては、切削加工や研削加工を挙げることができるが、研削加工では基準反射面１０１のエッジ部のダレを生じやすくなるため、切削加工で被膜１０３の表面を基準反射面１０１に仕上げることが好ましい。
【００２７】
上記の如く製造した校正ブロック１０を用いれば、漏洩磁場中で校正ブロック１０が移動しても、ブロック本体１０２は非導電性材料で形成されるため、渦電流の発生が抑制され、描画精度を確保できる。また、金属製の被膜１０３の表面を機械加工することで、基準反射面１０１の高度の平滑性を確保でき、高さ測定器９による測定高さにばらつきを生じず、高さ測定器９の校正ミスを防止できる。
【００２８】
ところで、被膜１０３の機械加工に際しては、表面を平滑にするだけでなく、基準反射面１０１の各段の高さが所定の規定高さになるように調整する必要があるが、表面の平滑性を確保しつつ高さも合わせることは容易ではない。そこで、高さ調整を容易にした校正ブロック１０の製造方法の実施形態について、図３を参照して説明する。
【００２９】
この実施形態では、図３（ａ）に示す如く、ブロック本体１０２を非導電材料で形成すると共に、ブロック本体１０２の上面に金属製の被膜１０３を１０〜１００μｍ程度の厚さで積層しており、この点は上記実施形態と同様であるが、更に、ブロック本体１０２の下面に所定の膜厚（例えば、１００μｍ）の金属製の第２の被膜１０４を積層している。そして、図３（ｂ）に示す如く、被膜１０３の表面を表面粗さＲａが０．０１〜０．０３程度になるように機械加工して基準反射面１０１に仕上げる。その後、基準反射面１０１の高さを計測し、この高さが規定高さになるように、図３（ｃ）に示す如く、第２の被膜１０４を機械加工する。これによれば、被膜１０３の機械加工では表面の平滑性を確保するだけでよく、第２の被膜１０４の機械加工で基準反射面１０１の高さを容易に調整できる。
【００３０】
尚、描画中は、試料Ｗに照射された電子ビームの一部が反射し、反射電子が校正ブロック１０の基準反射面１０１のみならずブロック本体１０２の周側面等に当たることがある。すると、非導電性材料製のブロック本体１０２が電子の電荷でチャージアップされ、描画精度に悪影響が及ぶ。このようなチャージアップを防止するため、前記被膜１０３、１０４を形成する前に、ブロック本体１０２の全表面に、導電性材料、例えば、金の薄膜（膜厚０．５μｍ程度）を形成してもよい。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の校正ブロック１０の基準反射面１０１は、階段状に複数の段が付いているが、最下段と最上段との間を傾斜面で結ぶような基準反射面を形成してもよい。また、上記実施形態は、電子ビームを照射する電子ビーム描画装置に本発明を適用したものであるが、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを照射する描画装置にも同様に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｗ…試料
２…電子鏡筒（ビーム照射手段）
３…ステージ
９…高さ測定器
１０…校正ブロック
１０１…基準反射面
１０２…ブロック本体
１０３…被膜
１０４…第２の被膜
【図１】
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【図２】
2010219283.tif 000004
【図３】
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